CN213089798U - 一种造纸蒸汽热量的回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，涉及造纸设备领域，用于解决热量浪费的问题，包括高温蒸汽装置、与高温蒸汽装置相连的高温烘缸，高温烘缸的出气端上连接有余热利用装置，余热利用装置包括喷射式热泵、蒸发器，喷射式热泵的进气端分别与高温烘缸和高温蒸汽装置相连，且喷射式热泵的出气端与低温烘缸相连，蒸发器的进水端与高温烘缸相连，且蒸发器的出水端和出气端分别与高温蒸汽装置和暖气管道相连；高温烘缸内的二次蒸汽和蒸发器产生的低压蒸汽以及由高温蒸汽装置所产生的高温蒸汽均通入喷射式热泵中，利用高温蒸汽的的浴压提升二次蒸汽和低压蒸汽的品位，然后通入低温烘缸中，进一步利用蒸汽中的能量，减少对能量的浪费。

Description

一种造纸蒸汽热量的回收利用系统

技术领域

本实用新型涉及造纸设备，特别涉及一种造纸蒸汽热量的回收利用系统。

背景技术

造纸行业能量消耗很大，其热能消耗约占造纸成本的15%，因此工业上通常采用热泵以减少生产过程中的热能损耗。喷射式热泵的工作原理是以蒸汽减压前后的能量差为动力，通过蒸汽喷射式热泵吸入的低压蒸汽既可以是放散的废蒸汽，也可以是凝结水产生的闪蒸汽，使低焓热能得到充分利用，达到节约能源的目的。使用时，热泵将蒸汽输送给烘缸，再通过烘缸将热量传递到纸张上，实现纸张的烘干。

目前，授权公告号为CN208830043U的中国实用新型公开了一种高效烘干的造纸用烘缸，包括中轴、转动设置在中轴外的缸体，所述中轴的两端分别开设有蒸汽入口和蒸汽出口，所述中轴位于缸体内腔的侧壁上设置有多个与蒸汽入口连通的喷头，多个所述喷头沿中轴的长度方向间隔分布形成一排，所述蒸汽出口与缸体内腔连通。该造纸用烘缸对蒸汽的热量利用率高，对纸张的烘干的效率高；通过设置安装头，能够方便调节喷头的朝向；喷头的朝向倾斜设置，减少了电能消耗。

但在使用该烘缸时，烘缸内的蒸汽在使用完毕后是直接从蒸汽出口排出的，这部分蒸汽仍然具有较高的温度，而这部分热量并未加以利用，因此造成了对蒸汽能量的浪费。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一是提供一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，能够通过喷射式热泵，进一步利用蒸汽中的能量，减少对能量的浪费。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，包括高温蒸汽装置、与高温蒸汽装置的出气端相连的高温烘缸，所述高温烘缸的出气端上连接有余热利用装置，余热利用装置包括喷射式热泵、蒸发器，所述喷射式热泵的进气端分别与高温烘缸和高温蒸汽装置相连，且喷射式热泵的出气端与低温烘缸相连，所述蒸发器的进水端与高温烘缸相连，且蒸发器的出水端和出气端分别与高温蒸汽装置和暖气管道相连。

通过采用上述方案，高温烘缸用过之后的二次蒸汽能够输送给喷气式热泵和蒸发器，蒸发器内的二次蒸汽经过降压直接输送给暖气管道用于室内供暖，同时蒸发器内的水又能够输送回高温蒸汽装置内重新利用，这些水本身具有一定热量，能够减少高温蒸汽装置将其汽化所需消耗的热量，因此具有节能的作用；而进入喷射式热泵内的二次蒸汽会与高温蒸汽装置输送过来的高温蒸汽进行混合，经过升温升压后再输送给低温烘缸进行利用，整个系统中一次热和二次热都得到充分利用，因此实现了更加充分地利用蒸汽热量的目的。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步设置为：所述喷射式热泵通过蒸汽管道与高温蒸汽装置和高温烘缸相连，蒸汽管道由多段分节管相互拼接组成，每个分节管均包括第一连接端口和第二连接端口，所述连第一接端口内固定有金属母环，第二连接端口内固定有金属子环，所述金属母环上开设有通孔，所述金属子环上固定有与相邻分节管上的通孔配合的连接凸块。

通过采用上述方案，采用分节管相互拼接的形式能够提高蒸汽管道适应环境的能力，使其能够在厂区复杂的地形环境下进行转向调整，从而使其能够更好地对蒸汽进行传输；而金属子环上的连接凸块与另一节金属母环上的通孔结合后能够对相邻分节管进行定位，限制相邻两根分节管产生相互转动，从而方便分节管之间的焊接。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步设置为：所述连接凸块的侧面上开设有卡槽和垂直贯穿卡槽的连接孔，所述卡槽内设置有用于限制连接凸块从通孔内脱出的限位组件。

通过采用上述方案，连接孔用于供限位组件安装，而限位组件则用于在连接凸块和通孔嵌合后限制连接凸块从通孔内脱出，从而对相邻分节管进行预固。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步设置为：所述限位组件包括第一连接件、第二连接件、弹簧和连接柱，所述第一连接件和第二连接件均嵌设于卡槽内，所述连接柱穿入连接孔内将第一连接件和第二连接件远离金属子环的一端进行铰接，所述第一连接件和第二连接件远离连接柱一端的内侧均设置有连接凸点，所述弹簧的两端分别套设于第一连接件和第二连接件的连接凸点上，且第一连接件和第二连接件远离连接柱的一端在弹簧的驱使下露出于卡槽外。

通过采用上述方案，第一连接件和第二连接件铰接的结合形式使得两者在连接凸块的端部形成三角形的尖锐结构，这样的结构能够在连接凸块和通孔进行结合时可以直接插入通孔，方便两根分节管之间的结合；而弹簧则用于驱使第一连接件和第二连接件的活动端露出于卡槽内，进而使得第一连接件和第二连接件的活动端能够卡在金属母环的通孔边缘，从而限制连接凸块从通孔内脱出。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步设置为：所述连接凸块位于卡槽内且远离连接柱一侧的内壁上设置有卡位块，所述卡位块位于第一连接件和第二连接件的活动端之间。

由于第一连接件和第二连接件嵌设于卡槽内，且两者只是一端铰接，因此第一连接件和第二连接件有可能发生转动，从卡槽的同一侧开口转出，这样会导致其与金属母环之间间距过大，进而使相邻两根分节管之间产生晃动，影响焊接质量，通过采用上述方案，在设置卡位块之后，由于卡位块位于第一连接件和第二连接件的活动端之间，因此能够对两个连接件形成抵挡，使两个连接件不会从卡槽的同一侧开口转出，从而使得两个连接件能够始终与另一节分节管上的金属母环相抵触。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步设置为：相邻两段所述分节管之间设置有防护装置，所述防护装置包括上半圆管和下半圆管，所述上半圆管和下半圆管的大小相同，上半圆管和下半圆管相互拼合包裹于分节管外侧，且上半圆管、下半圆管和分节管之间形成用于保温的空腔。

通过采用上述方案，防护装置具有两个作用，一是对蒸汽管道进行保护，防止生产过程中外物与管道发生碰撞使管道产生蒸汽泄漏，另一个就是通过两个半圆管与分节管之间所形成的空腔，能够起到减缓分节管与空气之间热量交换速度的目的，减少分节管内蒸汽热量的损失，从而起到进一步节能的目的。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步设置为：所述上半圆管和下半圆管的一侧采用合页连接，所述下半圆管远离合页的一侧设置有凹槽，所述上半圆管远离合页的一侧设置有与凹槽配合的凸起，所述凸起嵌入凹槽内，所述上半圆管和下半圆管远离合页的一侧通过螺栓进行固定。

通过采用上述方案，由于上半圆管和下半圆管的一侧采用合页连接，使上半圆管可以开合，在套设在蒸汽管道时可以先打开上半圆管再将凸块与凹槽拼合，最后穿设螺栓完成上半圆管和下半圆管的连接，保证防护装置的紧固。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步设置为：所述蒸发器的出气端设置有一支路与喷射式热泵的进气端相连，且在蒸发器和高温蒸汽装置之间设置集水槽。

通过采用上述方案，低温烘缸所需要的蒸汽温度要比高温烘缸低得多，因此高温烘缸产生的二次蒸汽与高温蒸汽装置供给过来的高温蒸汽混合后的蒸汽温度仍然较高，因此再接蒸发器内的三次蒸汽，能够借助这部分蒸汽对二次蒸汽和高温蒸汽进行调温，从而使得喷射式热泵所输出的蒸汽能够进行温度及压力调节。

综上所述，本实用新型具有以下至少一种有益效果：

1.高温烘缸内的二次蒸汽和蒸发器产生的低压蒸汽以及由高温蒸汽装置所产生的高温蒸汽均通入喷射式热泵中，利用高温蒸汽的的浴压提升二次蒸汽和低压蒸汽的品位，然后通入低温烘缸中，进一步利用蒸汽中的能量，减少对能量的浪费；

2.在连接凸块的卡槽内设置限位组件，能够在两段分节管相互对接后进行初步预固定，使分节管焊接成蒸汽管道时不易晃动，进而提升焊接的效果，加强蒸汽管道的连接强度；

3.蒸发器内的水再次供给高温蒸汽装置，由于这部分水经过蒸发器的加热，因此具有初热，使得高温蒸汽装置能够以更少的能耗来将其转化为高温蒸汽，从而达到对高温蒸汽装置的节能效果。

附图说明

图1是本实施例的系统图；

图2是本实施例分节管的结构图；

图3是图2中位于A处的局部放大图；

图4是限位组件的结构示意图；

图5是分节管的局部结构图；

图6是分节管与防护装置结合示意图；

图7是上半圆管的结构示意图；

图8是下半圆管的结构示意图。

图中：1、高温蒸汽装置；2、高温烘缸；3、喷射式热泵；31、喷嘴；32、接受室；33、混合式；34、扩压室；4、蒸发器；5、集水槽；6、蒸汽管道；61、分节管；62、第一连接端口；63、第二连接端口；7、金属母环；71、通孔；8、金属子环；81、连接凸块；9、卡槽；91、卡位块；10、连接孔；11、限位组件；111、第一连接件；112、第二连接件；113、弹簧；114、连接柱；12、连接凸点；13、防护装置；131、上半圆管；132、合页；133、下半圆管；134、螺栓；135、凸起；136、螺纹孔；137、凹槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，包括高温蒸汽装置1、高温烘缸2、喷射式热泵3和蒸发器4，高温蒸汽装置1是高温蒸汽发生装置，为整个系统供给高温蒸汽，其出气端与高温烘缸2的进气端相连，而高温烘缸2的出气端则与喷射式热泵3相连，为其供给二次蒸汽。

喷射式热泵3内部结构包含喷嘴31、接受室32、混合室和扩压室34，喷嘴31、接受室32、混合室和扩压室34依次连通，高温烘缸2和高温蒸汽装置1的出气端均与喷射式热泵3的喷嘴31相连，两者所供给的蒸汽依次通过接受室32后进入混合式33内进行混合，借助高温蒸汽的浴压提升二次蒸汽的品质，再经由扩压室34进行升压，最后供给给与其连通的低温烘缸进行利用，进而实现高温烘缸2使用后的二次蒸汽的合理利用。

高温烘缸2的出水端与蒸发器4的进水端相连，进而将其内部的液化水供给给蒸发器4进行低温蒸发，再将低温低压蒸汽输送给暖气管道进行室内供暖，高温烘缸2输送过来的液化水具有一定初始热量，因此能够减少蒸发器4的能源消耗。同时为了便于调节喷射式热泵3输送的蒸汽温度和压力，从蒸发器4的出气端引出一支路与喷射式热泵3的喷嘴31相连，从而为喷射式热泵3供给低温低压蒸汽。

为了进一步减少能耗，从蒸发器4引冷却水供给高温蒸汽装置1，这些冷却水流经蒸发器4后被升温，在送入高温蒸汽装置1转化为高温蒸汽时，能够减少高温蒸汽装置1的能耗，进一步节约能源，同时在蒸发器4和高温蒸汽装置1之间设置集水槽5。

如图2和图5所示，整个系统中输送蒸汽及水的介质为蒸汽管道6，蒸汽管道6由多段分节管61相互拼接组成，每个分节管61均有两端，分别为第一连接端口62和第二连接端口63，在第一连接端口62内固定有金属母环7，金属母环7上开设有至少三个均匀分布的通孔71；第二连接端口63固定有金属子环8，金属子环8上固定有用于与相邻分节管61上的通孔71配合的连接凸块81。

如图3所示，连接凸块81的侧壁上开设有贯通的卡槽9和垂直贯穿卡槽9的连接孔10，且在卡槽9内设置有用于限制连接凸块81从通孔71内脱出的限位组件11。

如图4所示，限位组件11包括第一连接件111、第二连接件112、弹簧113和连接柱114，第一连接件111和第二连接件112呈一头大另一头小的三角状结构，两个连接件均安装于卡槽9内，连接柱114穿入连接孔10内将两个连接件尺寸较小的一端进行铰接。

第一连接件111和第二连接件112远离连接柱114一端的内侧均一体设置有连接凸点12，弹簧113的两端分别套设于两个连接凸点12上，且弹簧113的弹性力推动第一连接件111和第二连接件112的活动端露出于卡槽9外，此时第一连接件111和第二连接件112在连接凸块81的端部形成尖锥状结构，进而方便连接凸块81穿入到通孔71内。

如图3所示，连接块在卡槽9内且远离连接柱114一侧的内壁上还一体设置有卡位块91，卡位块91位于第一连接件111和第二连接件112的活动端之间，进而限制两个连接件旋转到连接凸块81的同一侧，进而使连接凸块81更好地对分节管61进行定位。

如图6所示，在分节管61外还包裹有防护装置13，防护装置13包括上半圆管131和下半圆管133，两个半圆管包裹于分节管61外侧后于分节管61之间形成用于保温的空腔，为了加强保温效果，可在空腔内填充保温材料，例如气溶胶毡等。

如图7和图8所示，上半圆管131和下半圆管133之间的一侧采用合页132连接，另一侧采用螺栓134连接，具体为在下半圆管133远离合页132的一侧开设凹槽137，并同时在上半圆管131上设置与凹槽137配合的凸起135，同时再上半圆管131和下半圆管133设置有凸起135和凹槽137的部位开设螺纹孔136，在凸起135嵌入凹槽137后，再用螺栓134穿透螺纹孔136，进而将两个半圆管进行固定。

具体实施原理：高温蒸汽装置1内的高温蒸汽通入蒸汽入口内，经过在高温烘缸2的作用转化成二次蒸气和液化水，二次蒸汽通入喷射式热泵3中的喷嘴31连通，液化水通入蒸发器4内，这些液化水再通过蒸发器4转化成低压蒸汽并通过主出气口通向喷嘴31，高温蒸汽装置1内的高温蒸汽也与喷嘴31连通，在喷射式热泵3内利用高温蒸汽的浴压提升二次蒸汽和低压蒸汽的品位，并将混合后的蒸汽通向低温烘缸，进一步利用蒸汽中的能量的利用率，减少对能量的浪费，从而达到节能的目的。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，包括高温蒸汽装置(1)、与高温蒸汽装置(1)的出气端相连的高温烘缸(2)，其特征在于：所述高温烘缸(2)的出气端上连接有余热利用装置，余热利用装置包括喷射式热泵(3)、蒸发器(4)，所述喷射式热泵(3)的进气端分别与高温烘缸(2)和高温蒸汽装置(1)相连，且喷射式热泵(3)的出气端与低温烘缸相连，所述蒸发器(4)的进水端与高温烘缸(2)相连，且蒸发器(4)的出水端和出气端分别与高温蒸汽装置(1)和暖气管道相连。

2.根据权利要求1所述的一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，其特征在于：所述喷射式热泵(3)通过蒸汽管道(6)与高温蒸汽装置(1)和高温烘缸(2)相连，蒸汽管道(6)由多段分节管(61)相互拼接组成，每个分节管(61)均包括第一连接端口(62)和第二连接端口(63)，所述第一连接端口内固定有金属母环(7)，第二连接端口(63)内固定有金属子环(8)，所述金属母环(7)上开设有通孔(71)，所述金属子环(8)上固定有与相邻分节管(61)上的通孔(71)配合的连接凸块(81)。

3.根据权利要求2所述的一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，其特征在于：所述连接凸块(81)的侧面上开设有卡槽(9)和垂直贯穿卡槽(9)的连接孔(10)，所述卡槽(9)内设置有用于限制连接凸块(81)从通孔(71)内脱出的限位组件(11)。

4.根据权利要求3所述的一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，其特征在于：所述限位组件(11)包括第一连接件(111)、第二连接件(112)、弹簧(113)和连接柱(114)，所述第一连接件(111)和第二连接件(112)均嵌设于卡槽(9)内，所述连接柱(114)穿入连接孔(10)内将第一连接件(111)和第二连接件(112)远离金属子环(8)的一端进行铰接，所述第一连接件(111)和第二连接件(112)远离连接柱(114)一端的内侧均设置有连接凸点(12)，所述弹簧(113)的两端分别套设于第一连接件(111)和第二连接件(112)的连接凸点(12)上，且第一连接件(111)和第二连接件(112)远离连接柱(114)的一端在弹簧(113)的驱使下露出于卡槽(9)外。

5.根据权利要求4所述的一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，其特征在于：所述连接凸块(81)位于卡槽(9)内且远离连接柱(114)一侧的内壁上设置有卡位块(91)，所述卡位块(91)位于第一连接件(111)和第二连接件(112)的活动端之间。

6.根据权利要求2所述的一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，其特征在于：相邻两段所述分节管(61)之间设置有防护装置(13)，所述防护装置(13)包括上半圆管(131)和下半圆管(133)，所述上半圆管(131)和下半圆管(133)的大小相同，上半圆管(131)和下半圆管(133)相互拼合包裹于分节管(61)外侧，且上半圆管(131)、下半圆管(133)和分节管(61)之间形成用于保温的空腔。

7.根据权利要求6所述的一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，其特征在于：所述上半圆管(131)和下半圆管(133)的一侧采用合页(132)连接，所述下半圆管(133)远离合页(132)的一侧设置有凹槽(137)，所述上半圆管(131)远离合页(132)的一侧设置有与凹槽(137)配合的凸起(135)，所述凸起(135)嵌入凹槽(137)内，所述上半圆管(131)和下半圆管(133)远离合页(132)的一侧通过螺栓(134)进行固定。

8.根据权利要求1所述的一种造纸蒸汽热量的回收利用系统，其特征在于：所述蒸发器(4)的出气端设置有一支路与喷射式热泵(3)的进气端相连，且在蒸发器(4)和高温蒸汽装置(1)之间设置集水槽(5)。

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